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浅析压缩机活塞环间隙与排气量关系

 浅析压缩机活塞环间隙与排气量关系
  活塞环是用来密封活塞与气缸镜面间缝隙的零件,它镶嵌在活塞的环槽内,工作时外缘由于气体压力推动而紧贴气缸镜面,属阻塞与节流结合的密封型式。
 
  气体通过活塞环的泄漏有三个可能的途径,一是活塞环与气缸镜面的泄漏;二是活塞环与活塞间的泄漏;三是活塞环切口处的泄漏。

 
  无油润滑通过活塞环切口的气体泄漏量,数学模型:
浅析压缩机活塞环间隙与排气量关系
 
  式中a为流量系数,A为活塞环开口所形成的通流面积,pn为该环压力,R为气体常数,k为等熵指数;
 
  研究此式发现,活塞环开口A与活塞环密封性能有关。
 
  如:活塞环开口间隙由3.5mm改到1mm,其它工况不变,则泄漏量的变化量比值:
浅析压缩机活塞环间隙与排气量关系
 
 
 
  综上所述,活塞环的间隙与泄漏量大小有很大关系,特殊情况下,可明显提高压缩机排气量。
 
  一台标准状态下每小时排气量9立方,进气压力20KPa,排气压力0.7MPa的氢气压缩机。因条件限制,机器出厂前只能用空气为介质进行压缩机的性能检测,进气压力为大气压,排气压力为0.7MPa下,测得的空气流量是每小时10.5立方。若计及进气压力20KPa,则理论估算,空气排气量超过12立方每小时。然而该机器在用户处用氢气进行生产线调试时,氢气实测流量仅有7.5立方。该机器为全无油润滑二级压缩压缩机。
 
  该机器一、二级活塞环是塔接口型,如图一所示。一级开口间隙3.5mm,二级开口间隙2mm。通过前述理论,将一、二级活塞环开口都改为斜切口,如图二所示,并将开口间隙都改为1mm,装机测试,排气量达到每小时9立方,用户满意。
 
浅析压缩机活塞环间隙与排气量关系
 
 
  此台机器因排气量小、换热充分,可以将活塞环开口间隙减小,若压缩温度高,活塞环线胀大,需进行理论计算决定开口间隙。
  
浅析压缩机活塞环间隙与排气量关系
 
 
  参考文献
 
  《容积式压缩机技术手册》  郁永章
  《活塞式压缩机设计 》   杨绍侃
浅析压缩机活塞环间隙与排气量关系


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